JP2013138229A - 高sbs閾値の光ファイバ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光ファイバは、(a)屈折率プロファイルおよび中心線を有し、2つのコア領域の縦音速が少なくとも0.2%異なるように、異なる量のアップドーパントを含む少なくとも2つの隣接するコア領域を有する希土類ドープのコアと、(b)当該コアに直接隣接して当該コアを囲むクラッド層と、を有する。当該ファイバは、12μmを超えるMFDと、0.3%未満のピーク・コア・デルタ及びクラッド間のデルタ%差と、を有する。
【選択図】図5d
Description
米国特許第6,856,740号及び第US 6,687,440号は、SBSを低減するためにanti-guidingしている音響フィールドの反導波(アンチガイディング)の使用を開示する。これは、ファイバ・コアの縦方向の音響速度がクラッドのそれより高いように光ファイバ・コアをドープすることによって得られる。(すなわち、音響フィールドのための「実効屈折率」は、クラッディングのそれ未満である。)しかしながら、我々の解析では、音響クラッディング・モードがコア・モードの非存在下では優勢になるので、この技術の有用性が制限的である。音響クラッディング・モードはコアに結合し、SBSを生成して、SBS閾値を確立する。さらに、ファイバ・コア内で音響フィールド反導波を得るための1つの技術は、特別のコーティングを利用することである。このコーティングの損傷閾値が低いことは、かかるファイバを極めて高い光パワー応用に使用することは妨げられる。
比較的低い入射パワーにおける自発ブリルアン散乱の場合、入射光フィールドは各音響モードによってブリルアン散乱され、ブリルアン利得スペクトルは光フィールドと各音響モードとの相互作用に対応するピークを示す。比較的高い入射パワーにおいては、SBS閾値は超えられ、通常、音響モードうちの1つが支配的になり、他の音響モードはモード競合によって存続できず、誘導ブリルアン散乱の開始に至る。
図4aは、例示的なレーザー・ファイバ(下記の表1のファイバA4)のコア12の光学デルタ・プロファイルを図示している。このレーザー・ファイバは、コア領域12aにおいてより広い窪みを有することを除いて、図3aのプロファイルと同様な光学デルタ・プロファイルを有する。特に、コア領域12aは、0.35%の光学デルタおよび6μmの半径を有する。ファイバ10の縦音響デルタ・プロファイル(図4aに対応する)は、図2aに図示されるものとは非常に異なる。このレーザー・ファイバ10の縦音響デルタ・プロファイルは、図4bに図示されている。この例では、中央のコア領域12aのデルタ%は、-0.72%である。0%の中央コア・デルタを有する例示的なファイバ10は、表1のファイバA3に対応する。Geは音速を低減するので、中央コア領域12aのGeド−ピンングをより少なくすると、縦音響デルタ・プロファイルは中央部において大きく押し下げられる。これは、光フィールドおよび音響フィールドをコア12の中央部から離れさせる効果を有する。従って、光実効面積が385μm2から680μm2まで増加することによって、FOMは大きく増加する。基本光学モ−ドおよび低次音響モード間のオーバーラップの程度を表す重なり積分は0.88である。ファイバ10(図4a-4bに対応する)のSBS閾値は、広く窪んだ中央コア領域12aのないステップ・インデックス型ファイバから3dB又は2.0のファクタだけ増加している。表1に示されたファイバ A2およびA3の研究から、センターラインに隣接し、領域12aに位置する屈折率プロファイルのより広く深い窪んだ領域を導入することによって高いSBS閾値を得ることができる。コア12の屈折率プロファイルのこの窪みは、コア領域12aのGeを少なくするか、Geを用いないか、又はコア領域をダウンドープするフッ素及びGeを用いることによって得られる。
以下の例示的な光ファイバ10は、3つのコア領域12a、12bおよび12cからなる光屈折率プロファイルを有し、当該光屈折率プロファイルは、ファイバ・コア12の中央領域12bにおいて窪んでいる。
4μm、性能指数Fは1051.9μm2である。12ミクロンの半径を有するステップ型ファイバに対して、SBS閾値は、4.04dB又は2.54のファクタだけ改善されている。光学フィールドLP01および縦音響フィールドL01、L02、L03が図8bに示されている。図8bは、音響モードL01がコア12の狭い領域(センターラインのまわりの)に閉じ込められ、光学モ−ドLP01および音響モードL01間のオーバーラップ領域が最小化されていることを示している。この例は、より大きいコア半径を有するファイバについて、窪んだコア領域12bがSBS性能の改善をもたらすように設計できることを示している。
Claims (1)
- 光ファイバであって、
屈折率プロファイルおよび中心線を有するコアであって、前記コアは少なくとも2つの隣接するコア領域を含み、前記2つの隣接するコア領域の一方は前記コアの端部に隣接し、他方は前記コアの中心線に隣接し、前記コアの端部に隣接する前記コア領域がより高い濃度のアップドーパントを有して、前記コアの端部において、より高い屈折率デルタ%を与え、前記中心線に隣接する前記コア領域において、より低い屈折率デルタ%を与え、かつ前記2つの隣接するコア領域の縦音響速度が少なくとも0.2%異なるように異なる量のアップドーパントを含む前記2つの隣接するコア領域を有する希土類ドープの前記コアと、
前記コアに直接隣接して前記コアを囲むクラッド層と、を有し、
前記ファイバは、(a)1550nmにおいて12マイクロメートル(μm)から50マイクロメートル(μm)の範囲のMFDと、(b)0.3%未満のピーク・コア・デルタと前記クラッドとの間のデルタ%差と、(c)前記ファイバの光学モードが全コア領域に広がるのに十分小さい前記2つの隣接するコア領域間の光屈折率差と、を有することを特徴とする光ファイバ。
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